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DSP技术课程讲授提纲(管老师)1

DSP技术课程讲授提纲(管老师)1

DSP技术课程讲授提纲DSP技术课程讲述内容第一章DSP概述:在这一章中,我们将介绍我们数字信号处理的基本框图、DSP的组成特点、DSP的应用、TI的DSP系列等。

第二章和第三章分别介绍DSP的硬件结构与指令系统。

在这两章中我们将介绍TI的DSP 系列中的C2X,C3X,C54X和C6X系列。

重点讲解C54X的硬件结构和指令系统。

第四章开发环境:在这一章中我们将介绍TI的DSP的开发工具,如编译器、汇编器、连接器、调试器的使用,以及集成开发环境CCS的使用。

这章的最后还将介绍DSP的实时操作系统(RTOS)。

第五章DSP的算法实现:以C54X为例,介绍基本加、减、乘、除的实现(定点/浮点),FIR滤波器,自适应滤波器,FFT的实现等。

第六章DSP工程应用:这一章中我们将以两三个具体的应用事例,详细了解DSP的设计流程。

包括:VC5402 DEMO板设计,DTMF的产生和解码,IS-54移动电话,IP电话,V.34调制解调器等。

教材与参考书第一章概论§1-1 为什么要采用数字信号处理?(1)灵活性(2)精度(3)可靠性和可重复性(4)大规模集成(5)虚拟特性与升级(6)特殊应用:有些应用只有数字系统才能实现DSP信号流图§1-2 DSP的发展与特点DSP的特点∙哈佛结构∙硬件乘法/累加器∙并行性∙多DSP协调工作模式∙多种寻址方式∙ DMA∙片上测试口∙ DSP核及延伸芯片∙低功耗DSP的发展∙更高的运行速度和信号处理速度∙多DSP协同工作∙更方便的开发环境∙大量专用DSP的出现(DSP核)∙更低的价格,或更高的性能/价格比∙更广泛的应用(每年以30%增长)∙更低的功耗(55X 0.05mw/MIPS)---------------------------------------------------------------第一次课---------------------------------------- 例:滤波器的实现用模拟电路实现低通滤波器与使用DSP实现低通滤波器的比较。

DSP-1

DSP-1

1.3 时域离散系统
1.3.3 线性时不变系统输入与输出之间的关系 设系统的输入x(n)=δ(n),系统输出y(n)的初始状态为零,定 义这种条件下系统输出称为系统的单位取样响应,用h(n)表示。 换句话说,单位取样响应即是系统对于δ(n)的零状态响应。用公 式表示为 h(n)=T[δ(n)] (1.3.6) h(n)和模拟系统中的h(t)单位冲激响应相类似,都代表系统 的时域特征。 设系统的输入用x(n)表示,按照(1.2.13)式表示成单位采样序 列移位加权和为
x(n)
m
x(m) (n m)

1.3 时域离散系统
y (n) T [ x(m) ( n m)]
m
根据线性系统的叠加性质
y ( n)
m
x(m)T [ (n m)] x ( m) h( n m)
(1.3.7)


又根据时不变性质
1.2.2 序列的运算
2. 移位、翻转及尺度变换 设序列x(n)用图1.2.8(a)表示, 其移位序列x(n-n0)(当n0 =2时)用图1.2.8(b)表示;当n0 >0时称为x(n)的延时序列;当n0 <0时,称为x(n)的超前 序列。 x(-n)则是x(n)的翻转序列,用图1.2.8(c)表示。 x(mn)是x(n)序列每隔m点取一点形成的,相当于时 间轴n压缩了m倍。当m=2时,其波形如图1.2.8(d)所示。

1.2.1 常用的典型序列
图1.2.5 正弦序列
1.2.1 常用的典型序列
则要求N=(2π/ω0)k,式中k与N均取整数,且k的取 值要保证N是最小的正整数,满足这些条件,正弦序列 才是以N为周期的周期序列。 具体正弦序列有以下三种情况: (1)当2π/ ω0为整数时,k=1,正弦序列是以2π/ω0为 周期的周期序列。 例如sin(π/8)n,ω0=π/8,2π/ω0=16,该正弦序列周期为 16。

Dsp01

Dsp01
26
数字信号处理 第1章
数字信号(digital signal)在有限(可数)的时间 点上取值,具有有限个量化值(只需要有 限个比特来表示信号的大小),所以非常 适合计算机处理。 数字信号用数字表示,任何对数字可行的 运算,同样适合于数字信号。Βιβλιοθήκη 数字信号处理 第1章
27




在大多数数字信号处理系统中数字信号和模拟信 号二者都出现。系统输入端的模拟信号转换为数 字形式,再进行处理,处理后,数字形式的信号 再转换为模拟信号输出。 灵活快速的 DSP是在只存在数字信号的处理阶段 实现的。图1.1中所列的应用实例均是系统 (system)。 系统可以对信号进行分析、合成、修正、记录或 播放。例如,图像压缩系统对数字图像进行再编 码,使图像占用较少的内存空间,并以较短的时 间在网间传输。语音识别系统用来自动识别人的 声音。 再例如,数字滤波器允许某些频率通过, 而滤除其他频率的信号。 总之,数字信号处理多种多样,系统的性能取决 于数字处理的算法。

变化规律
确定信号:可以由一个完全定义的过程来确定 随机信号:由随机方式产生且不能预测

能量特征
能量信号:能量有限,平均功率为零
功率信号:平均功率有限,能量无限
数字信号处理 第1章
14
信号的维数(自变量的个数)
一维信号:信号的幅值随时间变化 如声音: away.wav, ooo.wav, 虎鲸的声音, 音叉信号 脑电图 风的速度 电压、电流等 如图1.2 中的信号实例(下页)
数字信号处理基础 (01114301)
主讲老师:曾凡平 辅导老师:朱贯淼、袁园 时间地点:二(晚上) 3322 五 (1,2) 3214
主讲教师简介

dsp01

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实验一CCS工程项目的调试一、 实验目的:1. 掌握如何装载建好的工程文件(*.pjt)2. 掌握外部文件的输入/输出(file I/O)的读写操作3. 掌握CCS图形工具的使用、各种图形显示的基本原理二、实验内容和步骤:1. 设置ccs运行环境:打开ccs界面,确定ccs是否在c5402 Dvice Simulator环境,如果不是则选择file/launch/setup,在import configuration 对话框中选择c5402 Dvice Simulator,如图1.1所示,然后点击import,点save and quit按钮保存设置并退出。

重新启动ccs后处于软件仿真环境下。

图 1.1 CCS运行环境设置2. 打开工程文件:1) 把fir目录中的所有程序拷贝到ti\myproject\fir下,在c5402 Dvice Simulator界面中点击project选择下拉菜单中的open,出现project open对话框,在对话框中找到ti\myproject\fir 目录下的fir.pjt文件,如图1.2所示。

图1.2 Project Open 对话框2) 单击图1.2对话框中的“打开”按钮,即打开该fir.pjt工程文件,在工程窗口单击所有的“+”号,可以看到整个fir.pjt工程的结构,双击fir.c,右边出现fir的c源代码,如图1.3所示。

图1.3 C源代码3. 编译链接源文件:即对fir.c进行rebuild,单击下图中的rebuild快捷键()。

如果有错误则应对该c程序改正,直到出现“0 Errors”为止,如图1.4所示。

图1.4 工程的编译、链接4. 载入.out文件:如果rebuild后没错误,则在菜单file中找到load program,点击一下,出现Load program 对话框,选择\ti\myprojects\fir\Debug目录下的fir.out文件,如图1.5所示。

DSP第一章-24页精选文档

DSP第一章-24页精选文档
驱动能力、外部可扩展的程序和数据空间等等
▲ 价格:量大价格便宜,厂家主推的产品,价格便宜。
四、DSP芯片应用和开发前景
发展
▲ 第一代:1980年左右,Texas Instrument(TI)公司:TMS32019
哈佛结构:Intel公司:2920, 硬件乘法器:AMI公司 S28H; NEC upd7720
到位序指令等
三、DSP芯片类别和使用选择
▲ 按特性分:以工作时钟和指令类型为指标分类 ▲ 按用途分:通用型、专用型DSP芯片 ▲ 按数据格式分:定点、浮点
各厂家还根据DSP芯片的CPU结构和性能将产品分成若干系列
TI公司的TMS320系列DSP芯片是目前最有影响、 最为成功的数字信号处理器,其产品销量一直处于 领先地位,公认为世界DSP霸主。其主要产品为:
多处理芯片
▲ TMSC8X: C80, C82
√ C —— CMOS √ LC —— 3.3V,低功耗, CMOS √ F —— 片内带Flash √ LF —— 3.3V,低功耗,片内带Flash √ A —— 芯片带加密位
三、DSP芯片类别和使用选择
DSP的综合性能指标与芯片的处理器能力、片内、 片外数据传输能了有关。。
√ TI公司著,刘和平等译《TMS320C28X系列DSP指令和编程指南》,清华大学出版社 √ 何书勤,王忠勇,《TMS320C2000系列DSP原理及实用技术》,电子工业出版社 √ 彭启琮,李玉柏,管庆,《DSP技术的发展与应用》,高等教育出版社
二、DSP及其特点
▲ 数字信号处理 —— Digital Signal Processing : DSP 数字信号处理芯片—— Digital Signal Processor : DSPs

太原理工大学DSP课件第一章

太原理工大学DSP课件第一章
数字系统:按照奈奎斯特准则的要求, 受A/D和处理速度的限制。
模拟与数字信号的转换
现实世界的信号绝大多数是模拟的(温 度、速度、压力等),转换成的电信号 也是模拟的(电流、电压等),要实现 数字处理就必须进行转换。
DSP芯片的应用
(1) 信号处理——如数字滤波、自适应滤波、快速傅立叶变换、 相关运算、谱分析、卷积、模式匹配、加窗、波形产生等
数字信号处理的实现
在通用计算机上用软件来实现 在通用计算机中加入专用的加速处理机实现 用单片机来实现 用通用的可编程DSP芯片实现 用专用的DSP芯片实现 用基于通用DSP核的ASIC芯片实现
Why digital?
(1)精度高 模拟系统的精度由元器件决定,模拟元器
件的精度很难达到10-3以上。而数字系统 的精度与A/D转换器的位数、计算机字长 有关,17位字长精度就可达到10-5,所以 在高精度系统中,有时只能采用数字系统。
(5)可获得高性能指标 由于数字信号处理的特点,可获得高性能指标。
例如,模拟频谱仪在频率低端只能分析到 10Hz以上的频率,且难于做到高分辨率(足 够窄的带宽)。但在数字的谱分析中,已能做 到10-3Hz的谱分析。又如,有限长冲激响应数 字滤波器可实现准确的线性相位特性,而这在 模拟系统中是很难达到的。
数字信号处理的内容
Digital Signal Processing
数字信号处理
Digital Signal Processor
数字信号处理器
算法的研究
算法的研究是指如何以最小的运算量和存储器 的使用量来完成指定的任务,如20世纪60年代 出现的快速傅立叶变换(FFT),使数字信号 处理技术发生了革命性的变化。近几年来,数 字信号处理的理论和方法得以了迅速的发展, 并取得了很大的进步,为各种实时处理的应用 提供了算法基础。

DSP培训讲义[1]

DSP培训讲义[1]
DSP培训讲义
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2020/10/30
DSP培训讲义[1]
CCS IDE
TI公司的DSP集成开发环境CCS(Code Composer Studio),集成除了最基本的 C编译器、汇编优化器、汇编器、连接 器,还有文档管理器、运行支持库、交 叉列表工具、建库工具、十六进制转化 工具等;为用户提供了环境配置、源文 件编辑、程序调试、跟踪和分析等功能
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——DSP培训DS之P培C训C讲S义I[1D] E
CCS IDE——数据可视化(Data Visualization)
Amplitude vs Time Diagram
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——DSP培训DS之P培C训C讲S义I[1D] E
CCS IDE——数据可视化(Data Visualization)
CCS IDE——项目管理(Project Manager)
项目级/文件级编译链接选项
项目配置:项目编译链接选项的集合
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——DSP培训DS之P培C训C讲S义I[1D] E
CCS IDE——项目管理(Project Manager)
多项目管理
当前激活 项目黑体 显示
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——DSP培训DS之P培C训C讲S义I[1D] E
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——DSP培训DS之P培C训C讲S义I[1D] E
CCS IDE
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设备驱动 工程项目创建 项目管理
编辑技巧 调试工具
数据可视化
Profile功能S义I[1D] E
CCS IDE——设备驱动(Setup Studio)
根据用户目标为CCS开发环境选择合适 的驱动并进行配置,可以是软件仿真 ( Simulation ) 也 可 是 硬 件 仿 真 (Emulation)。

dsp数字信号处理课件第1章离散时间信号与系统

dsp数字信号处理课件第1章离散时间信号与系统

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2020/10/30
dsp数字信号处理课件第1章离散时间 信号与系统
例:检查
y(n) = a x(n) + b 代表的系统是否是时不变系统 上式中a和b是常数。 解: y(n) = a x(n) + b y(n-n0) = a x(n- n0) + b y(n- n0) = T[x(n- n0)] 因此该系统是时不变系统。
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2020/10/30
dsp数字信号处理课件第1章离散时间 信号与系统
d.
----the exponential sequence
( 指数序列)
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2020/10/30
dsp数字信号处理课件第1章离散时间 信号与系统
e. sin(ωn) ----the sinusoidal sequence (正弦序列)
•Ωm •Ω
•采样后

信号频

•-Ωm
•Ωm
••
•Ωs
•Ω
•The periodic extension (周期性延拓)of the X(jΩ)
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2020/10/30
dsp数字信号处理课件第1章离散时间 信号与系统
A folding (折叠) or aliasing (混叠)of ‘image’ frequencies
T
•fs: the sampling rate T: the sampling time interval
•Fs = 2fmax —— the Nyquist rate (奈奎斯特速率)
•fs/2 —— the Nyquist frequency or folding frequency
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• Characterization of signals 信号描述
– signal can be described as a function of independent variables such as time, distance, position, temperature, and pressure etc.
• Processing – to perform operations on data according to programmed instructions • Which leads us to a simple definition of: – changing or analysing information which is measured as discrete sequences of numbers
– See the catalogue
DSP CAI
INTRODUCTION
4
Introduction
• What’s DSP?
– – – – Signal & signal characterization (review) Signal classification (review) System & system classification (review) Signal processing & Digital Signal Processing
Digital Signal Processing(DSP) 数字信号处理
Xia Chunlei of USST No. 516 Jungong Rd. Shanghai 200093
DSP CAI
INTRODUCTION
1
General Information
• Textbook: Paulo S. R. Diniz, Eduardo A. B. da
DSP CAI INTRODUCTION 6
• Note two unique features of Digital Signal processing as opposed to plain old ordinary digital processing: – signals come from the real world - this intimate connection with the real world leads to many unique needs such as the need to react in real time and a need to measure signals and convert them to digital numbers – signals are discrete - which means the information in discrete samples is lost
DSP CAI INTRODUCTION 11
• For a continuous-time 1-D signal, the continuous independent variable is usually denoted by t (time, 时间). E.g. u(t) is often used to represent a continuous-time 1-D signal. • For a discrete-time 1-D signal, the discrete independent variable is usually denoted by n (number, 数字). E.g. v[n] is often used to represent a discretetime 1-D signal. Each number of the discrete-time sequence, in this example, it is v[n] , is called a sample(采样). • Relationship between different signal types
DSP CAI INTRODUCTION 10
Depending on the nature of the variables
• Continuous-Time Signals(连续时间信号)
The independent variable is continuous – Analog Signals(模拟信号):continuous-time and continuous amplitude. e.g. speech signal – Quantized boxcar signal(量化信号): continuoustime and discrete-valued amplitudes
DSP CAI
INTRODUCTION
2
References
• A. V. Oppenheim & R. W. Schafer,数字信号处理, 科学出版社,1982 • Sophocles J. Orfanidis, Introduction to Signal Processing, Tsinghua, Beijing,1999 • Richard G. Lyons, Understanding Digital Signal Processing, 科学出版社,2003 • M. H. 海因斯,数字信号处理,科学出版社, 2002 • 程佩青,数字信号处理教程(第二版),清华 大学出版社,2002
t
t c. A sampled-data signal
DSP CAI INTRODUCTION
t d. A quantized boxcar signal
13
Depending on the certainty by which the signal can be uniquely described • Deterministic signal (确定性信号)
• Multidimensional (M-D) signal 多维信号
– A M-D Signal is a function of more than one independent variables, e.g. a back-and-white video signal or a color video signal (a RGB television signal) is a 3-D signal.
• Discrete-Time Signals(离散时间信号)
The independent variable is discrete – Digital Signals(数字信号): discrete-time and discrete-valued amplitudes and could be represented by a finite number of digits. e.g. the digitized music signal stored in a CD-ROM disk – Sampled-data signal(采样信号): discrete-time and continuous-valued amplitudes
DSP CAI INTRODUCTION 9
• • • •
Depending on the number of variables
• One-dimensional (1-D) signal 一维信号
– A 1-D Signal is a function of a single independent. variable, e.g. speech signal. – For a 1-D signal, the independent variable usually labeled as time.
DSP CAI INTRODUCTION 3
About the Course
• What can we learn from this course? • What shall we do for this course?
– Lessons – Exercises – Experiments
• Outline of this course
• Two-dimensional (2-D) signal 二维信号
– A 2-D Signal is a function of two independent variables, e.g. image signal or each frame of a back-and-white video signal.
DSP CAI
INTRODUCTION
7
Signal & Signal Characterization
• Signal信号
– A function of independent variables(独立变量), which conveys information about state or behavior of a physical system.
• How can we realize DSP? • Why should we choose DSP?
– Advantages of DSP
• Applications of DSP
DSP CAI INTRODUCTION 5
What is DSP?
We can start by dictionary definitoustime Signal (CTS)
DSP CAI
Sampling
Discrete-time Signal (DTS)
Quantizing
Digital Signal (DS)
INTRODUCTION
12
Figure 1. Four types of signals Amplitude Amplitude t a. an analog signal Amplitude Amplitude b. a digital signal
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